1、知能演练 轻松闯关学生用书单独成册基础温故1对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是( )A都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响B都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间C都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用解析：选 C。对于化学反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)，催化剂只能降低反应所需活化能，增大反应速率常数，提高反应速率，缩短达到平衡状态所用时间，不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用时间缩短，也能使化学平衡向生成 NH3 的方向移
2、动。2对于可逆反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应 )，下列说法中正确的是( )A达到平衡后加入 N2，当重新达到平衡时，NH 3 的浓度比原平衡的小，H 2 的浓度比原平衡的小B达到平衡后升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了 NH3 的产率C达到平衡后缩小容器容积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率D加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了解析：选 C。达到平衡后，加入 N2，平衡将向正反应方向移动，NH 3 的浓度会增大，而 H2 的浓度会减小；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应
3、方向移动，不利于 NH3 的生成；达到平衡后，缩小容器容积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高 H2 的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。3合成氨反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol 1 ，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示：下列说法正确的是( )At 1 时升高了温度 Bt 2 时使用了催化剂Ct 3 时增大了压强 Dt 4 时降低了温度解析：选 B。若 t1 时升高了温度，则平衡左移，v 正 应瞬间增大后逐渐增大至平衡， A错；若 t3 时增大了压强，则平衡右移， v 正 应瞬间增
4、大后逐渐减小至平衡，但最终比原平衡大，C 错；若 t4 时降低了温度，v 正 应瞬间减小，曲线不应相连， D 错。4在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中 NH3 的体积占 25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体的体积与原反应物体积的比值是( )A1/5 B1/4C1/3 D1/2解析：选 A。设平衡后混合气体的体积为 100 L，则 NH3 的体积为 25 L，由 N23H 22NH3 知，反应前后气体体积差为 2，则缩小的气体体积为 25 L，反应前的气体体积为 100 L25 L125 L ，则缩小的气体体积与原反应物体积的比值是 。25125 155可逆反应 3H2
5、(g)N 2(g) 2NH3(g) Hp2)下达到平衡时，混合气体中氨的体积分数 a%随温度和压强的变化曲线正确的是( )解析：选 A。合成氨反应的正反应是放热反应，且是气体体积减小的反应。随温度升高，a% 减小；随压强增大， a%增大，A 选项图像符合。7某密闭容器中发生反应：N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H0，化学平衡不移动，可知 t2 时加入催化剂；t3t 4 时，v(逆)、v( 正)均减小，且 v(正)v( 逆)，化学平衡逆移，可知 t3 时压强减小；t5t 6 时，v(逆)、v( 正)均增大，且 v(逆)v( 正)，化学平衡逆移，可知 t5 时温度升高；由化学平衡移动原
6、理可知：t 6 时 N2 的转化率最低。8已知：N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol1 。在相同温度下，相同容积的恒容容器中，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：起始时各物质的物质的量 /mol容器编号 N2 H2 NH3达到平衡时体系能量的变化平衡时氨气的体积分数 1 3 0 放出热量 23.15 kJ W1 0.9 2.7 0.2 放出热量 Q W2下列判断正确的是( )AW 1W2，Q23.15 kJDW 1W 2，QQ。9合成氨反应：N 2(g)3H 2(g) 2NH3(g) H甲，平衡时 NH3 百分含量为乙 甲，条件应为增大压强；图中反应速率为甲乙，
7、平衡时 H2 转化率为乙甲，故应是改变温度且甲温度高；图中反应速率为甲乙，平衡时 n(混)相同，故甲使用了效率较高的催化剂。12在密闭容器内，N 2、H 2 起始的物质的量分别为 10 mol、30 mol，达到平衡时 N2的转化率为 25%。若从 NH3 开始反应，在相同条件下欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同，则应加入 NH3 的物质的量及 NH3 的转化率为( )A15 mol 和 25% B20 mol 和 50%C20 mol 和 75% D40 mol 和 80%解析：选 C。以 N2、H 2 开始反应时，N 2 为 10 mol，H 2 为 30 mol，要以 NH3 开始反应
8、，并且平衡时各成分百分含量与前者相同，则 NH3 的物质的量必须是 20 mol，故 A 和 D 是错误的。设以 NH3 开始反应时，氨转化的物质的量为 x，那么有 20 molx 210 mol25%，x 15 mol，故氨的转化率为 100%75%。15 mol20 mol13一定温度下，向密闭容器中充入 1.0 mol N2 和 3.0 mol H2，反应达到平衡时，测得NH3 的物质的量为 0.6 mol。若该容器中开始时 N2 的物质的量为 2.0 mol，H 2 为 6.0 mol，则平衡时 NH3 的物质的量为( )A若为定容容器，n(NH 3)1.2 molB若为定容容器，n(
9、NH 3)1.2 mol解析：选 C。若为定压容器，由等效平衡原理可知 C 正确；若为定容容器，可假定让后者在前者 2 倍体积的容器中反应，建立平衡时，n(NH 3)1.2 mol，再缩小容积至跟前者的相同，此时平衡正移，n(NH 3)增大，即 n(NH3)1.2 mol。14氨是一种重要的化工原料，氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下，合成氨平衡体系中 NH3 的物质的量分数见下表(N 2 和 H2 起始物质的量之比为 13)。压强/MPa氨的含量/%温度/0.1 10 20 30 60 100200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8300 2.2
10、 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4回答下列有关问题：(1)比较 200 和 300 时的数据，可判断升高温度，平衡向_方向移动，正反应方向为_(填“吸热 ”或“放热”) 反应。(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是_。A高温高压 B高温低压C低温高压 D低温低压(3)计算 500 、30 MPa 时 N2 的转化率为_。(4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措
11、施。请写出其中的一个措施：_。解析：(1)比较 200 和 300 时的数据知，随着温度升高，氨的含量有所下降，说明平衡向逆反应方向移动。由升高温度，平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，得正反应为放热反应；(2)由平衡移动原理知，低温高压有利于反应向生成氨的方向进行； (3)500、30 MPa 时平衡混合物中氨的百分含量为 26.4%，根据题中已知可把起始的 N2 设为x mol， H2 设为 3x mol，N 2 转化的量为 y mol，利用“列三段式法”计算，即可得 N2 的转化率。答案：(1)逆反应 放热 (2)C (3)41.77% (4) 加入过量的 N2(或及时从平衡体系中
12、分离出 NH3)15恒温下，将 a mol N2 与 b mol H2 的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应 N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)。(1)若反应进行到某时刻 t 时，n(N 2)13 mol ，n(NH 3)6 mol，则 a 的值为_。(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为 716.8 L(标准状况下) ，其中 NH3 的含量( 体积分数) 为 25%。则平衡时 NH3 的物质的量为_。(3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比( 写最简整数比，下同)n(始) n(平)_。(4)原混合气体中，ab_。(5)达到平衡时，N 2 和 H2 的转化率之比 (N
13、2)(H 2)_。解析：(1)设反应的 N2 的物质的量为 x mol。N 23H 2 2NH3初始量/mol: a b 0变化量/mol: x 6t 时量/mol: 13 6根据上述关系，解得 x3。所以 ax1316。(2)平衡时 NH3 的物质的量为 25%32 mol25%8 mol 。716.8 L22.4 Lmol 1(3)可利用差量法计算。假设反应过程中混合气体减少的总物质的量为 y。N23H 2 2NH3 n1 3 2 28 mol y解得 y8 mol。所以，原混合气体总物质的量为 8 mol40 mol。原混合气体与平衡时716.8 L22.4 Lmol 1混合气体的总物质的量之比为 403254。(4)前面已计算出原混合气体中 a16，所以 H2 的物质的量的数值 b401624，所以 ab162423。(5)反应过程中各物质的物质的量如下：N 23H 2 2NH3起始(mol) 16 24 0转化(mol) 4 12 8则 (N2) 100%25%，(H 2) 100%50% ，故 (N2) (H2)4 mol16 mol 12 mol24 mol12。答案：(1)16 (2)8 mol (3)54 (4)23 (5)12
